Naučnici uspeli da zarobe infracrvene zrake svetlosti u atomskom rešetkastom materijalu

Naučnici uspeli da zarobe infracrvene zrake svetlosti u atomskom rešetkastom materijalu

Naučnici su uspeli da zarobe zrake infracrvene svetlosti u rešetki od specijalno projektovanih atoma debljine samo 42 nanometra. Ovaj značajan napredak može imati velike posledice za elektroniku zasnovanu na svetlosti. Istraživanje je objavljeno u časopisu ACS Nano.

Tim naučnika sa Univerziteta u Varšavi u Poljskoj postigao je impresivan rezultat koji obećava značajne implikacije za svetlosnu elektroniku, dok se tehnološki sastavni delovi nastavljaju smanjivati i postajati precizniji. Zarobljavanje infracrvene svetlosti u malim prostorima predstavlja izazov koji može pomeriti granice fizike.

U istraživanju su korišćeni slojeviti atomi molibdena i selena, stvarajući ultra-tanku strukturu molibden diselenida (MoSe2). Ova posebna hemijska konstrukcija maksimizuje refraktivni indeks rešetke, što omogućava savijanje i usporavanje svetlosti, spremne za zarobljavanje.

Naučnici su koristili metodu atomske „štampe“ poznatu kao molekulska snimanja epitaksija (MBE) za stvaranje MoSe2 listova. Pored rasta listova, istraživači su u njih urezali mikroskopske pruge sa razmacima manjim od talasne dužine infracrvene svetlosti, spremne da drže fotone na mestu.

Da bi ovo funkcionisalo, bio je potreban još jedan fizički trik, nazvan „vezano stanje u kontinuumu“ (BIC). To je fenomen gde su svetlosni talasi zatvoreni unutar materijala, uprkos postojanju drugih talasa koji se šire.

Naučnici su precizno dizajnirali i konfigurisali materijale za BIC, pažljivo modelirajući MoSe2 rešetku pre nego što su je izgradili. Postoji nekoliko potencijalnih primena ove složene fizike, uključujući optičko računanje, gde fotoni svetlosti zamenjuju elektrone, što bi moglo značajno poboljšati brzinu obrade.

Iako su potrebni dodatni radovi pre nego što optičko računanje postane izvodljivo, demonstracije poput ove pokazuju da bi moglo biti moguće zarobiti i manipulisati svetlom sa potrebnom preciznošću. MoSe2 pripada većoj porodici super-tankih materijala poznatih kao dikalcogenidi prelaznih metala (TMDs), a nada je da će se pronaći novi načini za pouzdanu proizvodnju i manipulaciju TMD-ima.